虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)中減少暈車的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請一般涉及虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)，并且更具體地涉及使用低頻振動(dòng)以減少虛擬現(xiàn)實(shí)中造成暈車的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)是在真實(shí)的或想象的環(huán)境中可以模擬用戶的物理存在的電腦模擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境可以包括在計(jì)算機(jī)屏幕上或通過立體(例如，3D)顯示器諸如穿戴式頭戴器顯示的視覺圖像。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中也可以包括通過揚(yáng)聲器或頭戴器提供的聲音和經(jīng)由例如動(dòng)態(tài)平臺(tái)或振動(dòng)控制器或操縱桿反饋的力。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用包括醫(yī)療、游戲以及軍事環(huán)境。
[0003]盡管虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以提供逼真和身臨其境的體驗(yàn)，它們也導(dǎo)致許多用戶暈車。當(dāng)身體負(fù)責(zé)平衡的系統(tǒng)彼此不協(xié)調(diào)可能會(huì)發(fā)生暈車。主要負(fù)責(zé)平衡的三個(gè)身體系統(tǒng)是視覺系統(tǒng)(包括眼睛)、本體(運(yùn)動(dòng)感覺和身體各部分相對位置的肌肉骨骼系統(tǒng))和在內(nèi)耳的前庭系統(tǒng)。前庭系統(tǒng)包括三個(gè)半規(guī)管和兩個(gè)耳石器官。該管被定向在三個(gè)空間平面和感角加速度，而耳石器官感測線性加速度和相對重力的頭的位置。大腦結(jié)合從本體和前庭系統(tǒng)進(jìn)入的身體位置、運(yùn)動(dòng)和加速度的整體感覺信息。相對于身體位置周圍的視覺信號是由大腦處理并與前庭和肌肉骨骼系統(tǒng)的信息相比較。
[0004]當(dāng)運(yùn)動(dòng)已視覺感知但身體還在休息并沒有感覺到加速度的力量或者沒有實(shí)際體驗(yàn)與視覺感知運(yùn)動(dòng)一貫的運(yùn)動(dòng)，視覺誘發(fā)暈車發(fā)生。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，在視覺系統(tǒng)所感知的運(yùn)動(dòng)和由本體和前庭系統(tǒng)感知的物理運(yùn)動(dòng)(或缺乏)之間存在脫節(jié)。人可能會(huì)遇到視覺誘發(fā)暈車的情況，例如觀看運(yùn)動(dòng)場景的第一人稱視角，如在視頻游戲或飛行模擬器中的時(shí)候。
[0005]因計(jì)算機(jī)圖像、視頻游戲、模擬器或虛擬現(xiàn)實(shí)引起的暈車可以被稱為模擬疾病。模擬疾病通常與人一般是不動(dòng)的情況相關(guān)，這與當(dāng)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)其他類型的暈車區(qū)分開來(例如，暈車或暈船)。
[0006]暈車的癥狀可能包括頭暈、乏力、惡心、頭痛、嗜睡、出汗和嘔吐。此外，當(dāng)在所有的可以提供參考框架被視覺阻塞并且模擬圖像是3D如當(dāng)3D頭戴器被使用的外部參考點(diǎn)的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中暈車可能更嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明描述了一種降低與虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的暈車的虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)和方法。該虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)包括在低頻振動(dòng)的動(dòng)態(tài)平臺(tái)。該振動(dòng)駕乘者幾乎或完全察覺不到但可以被前庭系統(tǒng)檢測到，降低了視覺和前庭系統(tǒng)之間的混淆。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方案中，虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)包括頭戴器、控制單元和動(dòng)態(tài)平臺(tái)。該頭戴器包括被配置以顯示動(dòng)畫虛擬環(huán)境視頻的顯示單元。該控制單元包括被配置以執(zhí)行呈現(xiàn)該虛擬環(huán)境視頻的呈現(xiàn)處理；在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生表示與事件相關(guān)聯(lián)動(dòng)作的第一數(shù)據(jù)的事件運(yùn)動(dòng)處理；和在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生表示與事件無關(guān)的低頻振動(dòng)的第二數(shù)據(jù)的低頻運(yùn)動(dòng)處理的一個(gè)或多個(gè)處理器。該動(dòng)態(tài)平臺(tái)被配置以在虛擬環(huán)境中基于第一數(shù)據(jù)產(chǎn)生與事件相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)并且基于第二數(shù)據(jù)產(chǎn)生低頻振動(dòng)。低頻振動(dòng)包括約5赫茲和70赫茲之間的頻率。動(dòng)態(tài)平臺(tái)可包括座椅或長凳。低頻振動(dòng)可以減少由顯示視頻引起的暈車。
[0009]在一些實(shí)施方案中，低頻振動(dòng)是不被人類聽覺或觸覺察覺到的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，視頻是三維的。在又一個(gè)實(shí)施方案中，視頻顯示虛擬環(huán)境的第一人稱視角。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘的方法包括:呈現(xiàn)包括虛擬事件的動(dòng)畫虛擬環(huán)境視頻；為動(dòng)態(tài)平臺(tái)確定運(yùn)動(dòng)，其中該運(yùn)動(dòng)與虛擬事件相關(guān)聯(lián)；為動(dòng)態(tài)平臺(tái)確定低頻振動(dòng)，其中該低頻振動(dòng)具有約5赫茲和70赫茲之間的頻率并且與虛擬事件無關(guān)；在顯示器上顯示視頻；并根據(jù)確定的運(yùn)動(dòng)和低頻振動(dòng)移動(dòng)動(dòng)態(tài)平臺(tái)同步地顯示視頻。振動(dòng)可以減少由顯示視頻引起的暈車。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施方案中，非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括用以生成虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括指令用于:呈現(xiàn)包括虛擬事件的動(dòng)畫虛擬環(huán)境視頻；為動(dòng)態(tài)平臺(tái)確定運(yùn)動(dòng)，其中該運(yùn)動(dòng)與虛擬事件相關(guān)聯(lián)；為動(dòng)態(tài)平臺(tái)確定低頻振動(dòng)，其中該低頻振動(dòng)具有約5赫茲和70赫茲之間的頻率并且與虛擬事件無關(guān)；在顯示器上顯示視頻；并根據(jù)確定的運(yùn)動(dòng)和低頻振動(dòng)移動(dòng)動(dòng)態(tài)平臺(tái)同步地顯示視頻。振動(dòng)可以減少由顯示視頻引起的暈車。
【附圖說明】
[0012]圖1描繪了虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案。
[0013]圖2A-2B描繪了虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴器的示例性實(shí)施方案。
[0014]圖3A-3C描繪了虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的示例性視頻。
[0015]圖4A-4B描繪了動(dòng)態(tài)平臺(tái)的示例性實(shí)施方案。
[0016]圖5A-5B描繪了動(dòng)態(tài)平臺(tái)的另一示例性實(shí)施方案。
[0017]圖6描繪了示例性虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖7描繪了動(dòng)態(tài)平臺(tái)的示例性實(shí)施方案。
[0019]圖8描繪了動(dòng)態(tài)平臺(tái)的另一示例性實(shí)施方案。
[0020]圖9描繪了另一示例性虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)的框圖。
[0021]圖10描繪了包括觸覺傳感器的虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴器的示例性實(shí)施方案。
[0022]圖11描繪了用于操作虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)的示例性過程。
[0023]圖12描繪了示例性計(jì)算系統(tǒng)。
[0024]附圖中描述的實(shí)施方案僅僅是示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易從下述討論中識(shí)別這里所示的結(jié)構(gòu)和方法的替換實(shí)施方案可以在不脫離本文中所描述的原理的情況下被米用。
[0025]詳細(xì)說明
[0026]下面描述中闡述了特定的配置、參數(shù)和類似物。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這樣的描述并不旨在限制本發(fā)明而是被提供為示例性實(shí)施方案的描述。
[0027]圖1描繪了包括動(dòng)態(tài)平臺(tái)102和虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴器104的虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)100的實(shí)施方案。每個(gè)頭戴器104顯示視頻圖像，其可以包括例如動(dòng)畫虛擬環(huán)境的視頻。動(dòng)態(tài)平臺(tái)102可以移動(dòng)以提供發(fā)生在虛擬環(huán)境中由駕乘者可見的與視覺事件相關(guān)聯(lián)的身體感覺。圍繞結(jié)構(gòu)103可能包括墻壁、門、窗、燈或與虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘類型相關(guān)聯(lián)的其他特征。例如，展示虛擬飛行的駕乘可具有類似飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)駕乘系統(tǒng)100可以提供音頻用以伴隨頭戴器104的視覺圖像和動(dòng)態(tài)平臺(tái)102的運(yùn)動(dòng)。
[0028]正如下面更詳細(xì)討論的是動(dòng)態(tài)平臺(tái)102也可以在足夠振幅的低頻振動(dòng)以刺激駕乘者的前庭系統(tǒng)并減少暈車。對于本發(fā)明的目的，暈車包括由虛擬現(xiàn)實(shí)、視頻游戲、仿真或類似物引起的模擬疾病。
[0029]圖2A-2B描繪了示例性虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴器104的放大圖。頭戴器104包括顯示/傳感器部分106和綁帶108用以將頭戴器104固定到駕乘者的頭部。顯示/傳感器部分106包括產(chǎn)生虛擬環(huán)境的二維或三維表示的顯示單元。虛擬環(huán)境可以通過在頭戴器104上將圖像投影到小型化屏幕來顯示。在一些實(shí)施方案中該顯示單元可以包括陰極射線管、發(fā)光二極管、液晶顯示器或類似物。光學(xué)器件可用于操縱和調(diào)節(jié)從顯示器發(fā)出的光以呈現(xiàn)給駕乘者。如圖2B所示，例如該頭戴器包括用于觀看顯